[發明專利]金屬互聯層電容預測模型的建立方法及模型系統

在審

• 申請號: 202010150104.6
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111368500A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 蔣盛烽;陸陽
• 申請（專利權）人: 杰華特微電子（杭州）有限公司
• 主分類號: G06F30/398
• 分類號: G06F30/398;G06F30/394
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;劉靜

公開了一種金屬互聯層電容預測模型的建立方法及模型系統，該金屬互聯層電容預測模型的建立方法包括：利用后仿真工具提取不同尺寸的金屬互聯層電容的容值數據，建立金屬互聯層電容的容值與尺寸的關系式；采用工藝器件仿真工具分別提取所述金屬互聯層電容的電壓及溫度與所述容值的關系數據，加入所述關系式中；以及將所述容值與所述尺寸、所述電壓和所述溫度的關系式建立為仿真模型。該模型建立方法通過采用后仿真工具建立起電容容值與尺寸的關系式，再結合工藝器件仿真工具加入電壓和溫度的關系數據，從而建立起電容的整體模型，該方法的建模速度大大提升，節省了電路設計周期，而且可以對小尺寸的電容進行分析，模型可靠性好。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體地，涉及一種金屬互聯層電容預測模型的建立方法及模型系統。

背景技術

集成電路中三種常見的電容分別為MOM(metal oxid metal，金屬-氧化物-金屬)電容、MOS(metal oxid semiconductor，金屬-氧化物-半導體)電容和MIM(metalinsulator metal，金屬-絕緣體-金屬)電容。其中，MOS電容的容值隨電壓變化的波動較大，產生的漏電較多且耐壓低；MIM電容在使用過程中需要加入額外的掩模，工藝成本較高。而MOM電容的制作成本低，利用現成的金屬互聯，充放電速度快，耐壓大，漏電低，電容密度高，在不同電壓下的容值穩定。因此在電路設計中應用范圍較為廣泛，所以MOM電容的模型建立也變得十分重要。

在不同耐壓的MOM電容應用中，通常會拉開金屬的間距，選擇不同的金屬寬度，或者不同的結構來組成MOM電容結構。對常規的MOM電容建模方法，如果電路設計需要使用工作在不同電壓下的MOM電容模型，就需要列出不同的MOM電容結構，然后畫出版圖進行流片，等待兩到三個月的時間之后對晶圓進行在片測試得到MOM數據，最后進行MOM電容模型的提取，建立模型。整個建模過程耗時較長，占用資源多，會減緩電路設計迭代的速度。

另外，在常規的PDK(process design kit，工藝設計工具包)中，通常只提供該工藝最小的金屬間距組成的MOM電容模型，會對高電壓應用的設計造成局限性。同時，限制于目前的測試條件，尺寸較小的MOM電容暫時無法測得精確數據，小尺寸MOM電容的建模也比較困難。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種金屬互聯層電容預測模型的建立方法及模型系統，該模型建立方法首先采用后仿真工具提取不同尺寸的金屬互聯層電容的容值數據，建立電容的容值與尺寸的關系，再利用工藝器件仿真工具進行溫度和電壓與容值的關系的提取，使得建立的模型能適用于不同尺寸的電容的測試，節省了電路設計周期。

根據本發明第一方面，提供一種金屬互聯層電容預測模型的建立方法，包括：

利用后仿真工具提取不同尺寸的金屬互聯層電容的容值數據，建立金屬互聯層電容的容值與尺寸的關系式；

采用工藝器件仿真工具分別提取所述金屬互聯層電容的電壓及溫度與所述容值的關系數據，加入所述關系式中；以及

將所述容值與所述尺寸、所述電壓和所述溫度的關系式建立為仿真模型。

可選地，所述金屬互連層電容為MOM電容。

可選地，所述利用后仿真工具提取不同尺寸的金屬互聯層電容的容值數據，建立金屬互聯層電容的容值與尺寸的關系式包括：

搭建多個不同尺寸的所述金屬互聯層電容的布局；

采用后仿真工具生成表征所述容值數據的后仿網表，所述后仿網表包括與所述多個不同尺寸相對應的多個不同容值；以及

將所述多個不同尺寸與所述多個不同容值進行擬合，生成金屬互聯層電容的容值與尺寸的關系式。